一种易再生的亚甲基蓝吸附剂的制备方法
阅读说明：本技术 一种易再生的亚甲基蓝吸附剂的制备方法 (Preparation method of easily-regenerated methylene blue adsorbent ) 是由 谢宇风 田亚铭 邓苗 刘朋 邓建雄 熊维威 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种易再生的亚甲基蓝吸附剂的制备方法,包括高岭土,以及复合在所述高岭土表面的焦磷酸铜材料等。本发明将焦磷酸铜与高岭土进行复合,形成稳定复合结构,得到一种可重复使用的对亚甲基蓝具有优异吸附性能的焦磷酸铜/高岭土复合材料,当材料吸附亚甲基蓝至饱和后,通过添加双氧水对吸附的亚甲基蓝进行催化降解后再生,并且再生后的材料吸附性能良好。本发明的优点是材料具有制备简单、可反复利用、环境友好、成本低、可大量生产的特点,显示了较高的经济效益和环境效益。(The invention provides a preparation method of an easily-regenerated methylene blue adsorbent, which comprises kaolin, a copper pyrophosphate material compounded on the surface of the kaolin and the like. According to the invention, copper pyrophosphate and kaolin are compounded to form a stable composite structure, so that the reusable copper pyrophosphate/kaolin composite material with excellent adsorption property to methylene blue is obtained, when the methylene blue is adsorbed to saturation, hydrogen peroxide is added to perform catalytic degradation on the adsorbed methylene blue, and then the regenerated material is good in adsorption property. The invention has the advantages that the material has the characteristics of simple preparation, repeated utilization, environmental friendliness, low cost and mass production, and shows higher economic benefit and environmental benefit.)
技术领域
本发明涉及染料废水处理技术领域，更具体的说是涉及一种亚甲基蓝吸附剂及其制备方法。
背景技术
高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。其质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。高岭土用途十分广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部门。
染料废水是目前国内主要的、较难处理并且对环境危害相当大的一种工业废水，我国每年产生大量的染料废水，在环境中有较长的滞留期，而且很容易在生物体内高度富集，对人类的健康产生长远的不良影响。亚甲基蓝是较常见的基础染料，其废水具有有机物浓度高、色度大、水质变化大、生物毒性高、难降解等特性，难以被有效处理。
传统染料废水处理工艺大致可分为：物理法、化学法和生物法，目前常用的处理方法都有一定的局限性，如化学法会产生难处理的泥渣；生物法虽然运行成本较低，但不能使染料废水完全脱色，并且对微生物有毒副作用。吸附法作为一种物理化学方法，工艺过程比较简单，在染料废水处理领域具有一定的优势。
传统处理染料的吸附剂主要有碳材料、氧化铝、分子筛和树脂等，但这些吸附剂的吸附量有限，吸附速率较慢，当吸附剂使用后，吸附饱和的吸附剂若未能及时有效处置，将对环境造成严重的二次污染。因此，如何找到一种吸附剂既能解决染料废水的处理处置问题又可有效再生、重复使用，延长其使用寿命，同时具有投资少、周期短、操作简便、安全、生产过程pH值变化小等特点的吸附剂，已成为诸多生产厂商以及下游应用领域亟待解决的重要问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种易再生的亚甲基蓝吸附剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
步骤1：将五水硫酸铜粉末与磷酸二氢铵粉末按摩尔比1:1称取，分别加入去离子水，超声搅拌溶解，将溶解后的两种溶液混合，搅拌使其反应完全，滴加硝酸至溶液澄清，得到混合液A；
步骤2：将混合液A与高岭土室温搅拌混合，得到混合液B；
步骤3：将上述步骤2得到的混合液B干燥、粉碎，进行热处理，待材料降至室温后，粉碎研磨，得到易再生的亚甲基蓝吸附剂；
进一步地，步骤1所述五水硫酸铜粉末与磷酸二氢铵粉末为优选地五水硫酸铜粉末与磷酸二氢铵粉末；
进一步地，步骤1所述溶液A为经过超声搅拌分散后的溶液，超声的频率为20～60Hz，分散时间为5～10min；
进一步地，步骤1所述溶液A为滴加浓度为65～68％硝酸的溶液，滴加至沉淀消失即可；
优选地，步骤2所述高岭土粒径为50～200目；
进一步地，步骤2所述高岭土质量与生成焦磷酸铜质量比为5:1～3:1；
进一步地，步骤2所述搅拌为磁力搅拌，搅拌时间为30～180min；
进一步地，步骤3所述干燥时间为4～24h，所述干燥的温度为40～ 120℃；
进一步地，步骤3所述热处理温度为400～600℃，保温时间为60～ 180min，升温速率为1～10℃/min；
本发明的有益效果是：
1、制备吸附剂所使用的原料来源广泛且价格便宜，吸附剂的制备方法工艺简单易行、操作方便、结构稳定，属于资源再利用，对环境无毒害，适于大规模工业化生产，并且吸附剂具有较好的吸附性能、易降解、重复利用率高。
2、本发明制备的焦磷酸铜/高岭石复合材料吸附剂吸附饱和后，利用焦磷酸铜作为降解亚甲基蓝染料的有效催化剂，使吸附的亚甲基蓝染料快速降解的同时实现吸附材料的再生，以防吸附的亚甲基蓝再次成为污染源，该材料经吸附 -降解多次使用，延长了吸附剂的使用寿命，达到降低成本、变废为宝效果，必将显现显著的社会效益和环境效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例1制备吸附剂的X射线粉晶衍射图谱。
图2为实施例1制备吸附剂的SEM图。
图3为实施例1去除率随吸附次数的变化图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：
步骤1：分别称取五水硫酸铜粉末1.659g与磷酸二氢铵粉末0.764g，加入40ml去离子水，超声分散10min至材料充分溶解，将溶解后的五水硫酸铜溶液和磷酸二氢铵溶液两两混合，产生沉淀后，滴加4ml硝酸并使用玻璃棒搅拌至溶液澄清，得到混合液A；
步骤2：称取100目高岭土5g，与混合液A室温搅拌120min，放置烘箱干燥5h；
步骤3：将干燥后的材料粉碎，放置马弗炉进行热处理，焙烧温度550℃，保温3h，待材料降至室温后取出，粉碎研磨，得到易再生的亚甲基蓝吸附剂。
为了对上述实施例1所制备的吸附剂的性能进行验证，进行如下实验：
再生前吸附剂的吸附性能检测：
将上述实施例制备的亚甲基蓝吸附剂取0.4g分别置于烧杯中，加入 50mL初始浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液，在磁力搅拌器上进行吸附实验，转速 200r/min，吸附时间2h，测定再生前吸附剂对亚甲基蓝的吸附效果；
再生实验
使用后的亚甲基蓝吸附剂采用以下方法进行再生，收集吸附饱和后的吸附剂材料，用量筒量取50ml蒸馏水，倒入吸附剂所在烧杯。将恒温水浴加热锅温度调至40℃，对烧杯中材料加热保温，待温度稳定后，用移液枪量取2ml双氧水加入烧杯中，磁力搅拌4h进行催化，催化完成后收集吸附剂，加入去离子水反复洗涤，随后烘干至恒重即得到再生亚甲基蓝吸附剂；
再生后吸附剂吸附性能检测
将再生后的吸附剂，加入50ml初始浓度为20mg/L亚甲基蓝溶液，磁力搅拌2h进行吸附实验，测定再生后吸附剂对亚甲基蓝的吸附效果；
再生前后亚甲基蓝吸附剂的吸附性能见图3。
结果表明：本发明实施例1中所制备的亚甲基蓝吸附剂再生前去除率达到97.33％，再生后吸附剂吸附效果去除率均在92％以上。综合评价，本发明实施例1中再生前后的亚甲基蓝吸附剂都保持较好的吸附性能，吸附剂吸附饱和后对亚甲基蓝染料进行降解的同时可得到再生的吸附剂，并且再生后的吸附剂吸附性能良好，吸附性能稳定，因此本发明的亚甲基蓝吸附剂能够重复使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。